專利名稱：熱交換器以及熱交換器的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在高溫?zé)峤橘|(zhì)和低溫?zé)峤橘|(zhì)之間進行熱交換的熱交換器。另外，尤其涉及通過使高溫?zé)峤橘|(zhì)或者低溫?zé)峤橘|(zhì)流入到多個細管來隔著隔壁進行熱交換的熱交換器以及熱交換器的制造方法。
背景技術(shù)：
目前，在熱交換器或熱交換器和蓄冷器的熱介質(zhì)之間進行熱交換時，從熱介質(zhì)間的熱轉(zhuǎn)移效率的觀點來看，可知有將多個管設(shè)置在蓄熱材料內(nèi)
部中的結(jié)構(gòu)。其中一例在日本特開2005-233597號么4艮中有記栽。該曰本特開2005-233597號>^凈艮中所記栽的蓄熱熱交換機中，設(shè)置有多個4吏熱介質(zhì)流入的管，且將這些管的端部匯集成一束與連接管連接。因此，流通在多個管中的熱^h質(zhì)和蓄熱材料之間進行熱交換。
上述的日本特開2005-233597號^S報中所記載的蓄熱熱交換機中，將多個管在其端部匯集。由此，在捆扎多個管時，對于管的端部的位置精度存在改進的余地。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明著眼于上述問題而提出的，其目的在于，對于使熱介質(zhì)流入的管，匯集多個管的前端部的熱交換器及其制造方法。
為了達到上述目的，本發(fā)明為一種熱交換器，具有使相互進行熱交換的第一熱介質(zhì)和第二熱介質(zhì)中的一方熱介質(zhì)流通的多個細管，其特征在于，上述多個細管的端部以細管彼此之間呈氣密或液密狀態(tài)的方式被束合在一起，該被束合的端部以氣密或液密狀態(tài)嵌合于直徑比上述細管大的基管中。
另外，本發(fā)明在上述發(fā)明的基礎(chǔ)上，其特征在于，在形成為空洞的頭部的表面上形成有多個孔，通過將上述基管嵌入于該孔中而以氣密或液密狀態(tài)嵌合上述頭部和上述基管。而且，本發(fā)明是一種熱交換器的制造方法，該熱交換器具有上述多個細管，其特征在于，上述多個細管的端部以細管彼此之間呈氣密或液密狀態(tài)的方式被束合在一起，被束合的上述多個細管以氣密或液密狀態(tài)被嵌合于上述基管中。
進而，本發(fā)明在上述發(fā)明的基礎(chǔ)上，其特征在于，將上述多個細管插入到上述基管中之后，使上述基管向安裝有上述多個細管的方向相反的方向收縮。
而且，本發(fā)明在上述發(fā)明的基礎(chǔ)上，其特征在于，將上述多個細管插入到上述基管中之后，向上述基管的軸向施加載荷，而使上述基管向安裝有上述細管的方向相反的方向收縮。
而且，本發(fā)明在上述任一個發(fā)明的基礎(chǔ)上，其特征在于，使上述基管嵌合于上述頭部的表面上所設(shè)置的孔中。
而且，本發(fā)明在上述發(fā)明的基礎(chǔ)上，其特征在于，上述孔形成為在上述基管的插入側(cè)具有突起部，而且被插入的上述基管和上述突起部緊密接合。
而且，根據(jù)本發(fā)明，多個細管的端部緊密接合在基管的內(nèi)部，該基
管的內(nèi)徑的大小構(gòu)成為安裝多個細管的一側(cè)變大。因此，插入到基管中
的細管的位置精度得到提高。另外，通過使用細管，能夠?qū)⑹沟谝粺峤?br> 質(zhì)或第二熱介質(zhì)流通的細管的間隔變窄。其結(jié)果，能夠使進行第一熱介質(zhì)和第二熱介質(zhì)之間的熱交換的熱交換部位變得小型化。
而且，根據(jù)本發(fā)明，將多個基管安裝在頭部上。因此，在得到與上述發(fā)明同樣的效果之外，能夠?qū)⒏嗟募毠馨惭b在頭部上。其結(jié)果，使第一熱介質(zhì)或者第二熱介質(zhì)流入的上述細管的表面面積增加。另外，能夠使熱交換器的熱交換能力得到提高。
而且，根據(jù)本發(fā)明，構(gòu)成為基管的一個端部的內(nèi)徑變得比另一端大。多個細管從上述基管的內(nèi)徑大的一側(cè)被插入。因此，能夠容易緊密接合基管和細管來制造。
而且，根據(jù)本發(fā)明，構(gòu)成為基管的一個端部的內(nèi)徑變得比另一端大。在多個細管從上述基管的內(nèi)徑大的一側(cè)被插入之后，上述基管相對于軸線方向垂直地進行收縮。由于上述基管相對于軸線方向垂直地收縮，所以被插入到上述基管中的多個細管容易被捆扎，能夠得到與上述發(fā)明同樣的效果。
而且，根據(jù)本發(fā)明，構(gòu)成為基管的一個端部的內(nèi)徑變得比另一端大。在多個細管從上述基管的內(nèi)徑大的一側(cè)被插入之后，上述基管被向上述基管的軸向施加載荷，而使得上述基管向與安裝有上述細管的一側(cè)相反的一側(cè)延伸。其結(jié)果，在能夠得到與上述發(fā)明同樣的效果之外，上述基管沿相對于軸線垂直的方向均勻地收縮，所以能夠抑制對上述細管施加局部載荷的情況。其結(jié)果，能夠抑制上述細管的表面凹陷變形。
而且，根據(jù)本發(fā)明，將被壓縮的基管安裝在頭部上。因此，在得到與上述任一發(fā)明同樣的效果之外，能夠?qū)⒏嗟募毠馨惭b在熱交換器上。其結(jié)果，與目前相比，能夠制造熱交換能力得到提高的熱交換器。
而且，根據(jù)本發(fā)明，為了將基管安裝在頭部上，在設(shè)置有頭部的孔的外周部形成有突起部。其結(jié)果，上述突起部和上述基管緊密接合，上述基管被上述突起部保持，所以將上述基管安裝到頭部上時的焊接加工變得容易。另外，能夠得到與上述發(fā)明同樣的效果。


圖l是示意性地表示本發(fā)明中的基管和細管的圖。
圖2是表示本發(fā)明涉及的熱交換器的一例的圖。
圖3是表示本發(fā)明涉及的熱交換器的其他例子的圖。
圖4是表示本發(fā)明涉及的頭部和基管的接合部的圖。
圖5是表示在本發(fā)明中的頭部安裝有多個熱交換器的一例的圖。
圖6是表示在本發(fā)明中的頭部安裝有多個熱交換器的其他例子的圖。
圖7是表示在本發(fā)明中的頭部安裝有多個熱交換器的其他例子的圖。
圖8是表示在本發(fā)明中的頭部安裝有多個熱交換器的其他例子的圖。
圖9^L表示佳羞管嵌合于本發(fā)明中的細管的工序的圖。圖10是表示在4吏基管嵌合于本發(fā)明中的細管時的基管形狀的圖。
具體實施例方式
下面，基于具體例對本發(fā)明詳細地進行說明。圖l中記載有使第一熱介質(zhì)或者第二熱介質(zhì)在多個細管中流通，并與設(shè)置在上述細管周邊的
熱介質(zhì)進行熱交換的熱交換器的具體例。圖l(a)是從上方觀察熱交換器1的例子的圖。圖1 (b)是從橫向觀察熱交換器1的例子的圖。向設(shè)在該熱交換器l中的細管2中流入有第一熱介質(zhì)3或者第二熱介質(zhì)4中的任意一個。在以下說明中，對第一熱介質(zhì)3流入到細管的具體例進行記栽。作為熱搬入介質(zhì)的冷媒相當(dāng)于第一熱介質(zhì)3，作為熱搬出介質(zhì)的制冷劑(brine)相當(dāng)于第二熱介質(zhì)4。
熱交換器1以多個細管2的兩端位置對齊的狀態(tài)，被插入到具有比該被捆扎的細管2的直徑大的內(nèi)徑的基管5中。這些細管2與基管5的內(nèi)壁或者其他細管2接觸，并被固定在基管5的內(nèi)部。另外，上述細管2和上述基管5的連接部分利用釬焊等方法接合。因此，上述細管的端部將細管彼此之間以氣密或者液密狀態(tài)束合。另外，被束合的上述細管的端部以氣密或者液密狀態(tài)被嵌合于比上述被束合的細管的直徑大的內(nèi)徑的基管中。在此，上述細管2由鋁等金屬形成。
上述基管5在安裝有上述多個細管2的一側(cè)，形成為其內(nèi)徑變大。換而言之，該基管5的內(nèi)壁在基管5的軸線方向上形成為錐狀。因此，在將上述多個細管2安裝在上述基管5中時，多個細管2的前端部的位置精度提高。
在圖2、圖3中記載有上述熱交換器1的實施例。在該熱交換器1中將多個細管2插入到芯6中。在芯6的內(nèi)部將上述細管2彼此每隔一定間隔來設(shè)置。另外，在芯6的內(nèi)部除上述細管2之外還設(shè)置有第一熱介質(zhì)3以外的熱介質(zhì)?；蛘撸蛐?的內(nèi)部流入有向上述熱交換器1的周邊流入的第二熱介質(zhì)4。因此，在上述第一熱介質(zhì)3和其他熱介質(zhì)或者上述第一熱介質(zhì)3和第二熱介質(zhì)4之間，進行熱交換。
上述芯6的中央部形成為柱狀，四棱柱和圓柱等形狀也無所謂。上述芯6的中央部的形狀形成為四棱柱時，從芯6的四棱柱的端部沿上述細管2的方式設(shè)置有傾斜面。該傾斜面形成為從上述芯6的中央部朝向端部變細。在芯6的前端部設(shè)置有上述基管5。另外，在上述芯6的中央部的形狀形成為圓柱時，從芯6的圓柱的端部朝向芯6的端部以圓錐狀地形成有傾斜部。在芯6的前端部設(shè)置有上述基管5。
圖4 (a)、 (b)是表示將熱交換器1安裝在頭部7上的一例的圖。上述熱交換器1將基管5安裝在芯6的前端。另外，在上述基管5和上述芯6的內(nèi)部設(shè)置有多個上述細管2。在頭部7上設(shè)置有由沖壓加工形成的穿孔8。上述基管5被壓入而嵌合于穿孔8中。在該穿孔8通過內(nèi)緣翻邊(burring)加工來形成時，通過內(nèi)緣翻邊加工而在頭部7產(chǎn)生飛邊9。通過內(nèi)緣翻邊加工產(chǎn)生的飛邊9在將基管5壓入到穿孔8時，與穿孔8—同與基管5嵌合。其結(jié)果，上述穿孔8和上述基管5的接合強度提高。而且，上述穿孔8和上述基管5的接合部分，在上述芯6的上述頭部7側(cè)所涂敷的焊料，在將上述熱交換器l放入爐中的爐工序中流入到接合部的間隙中而進行接合。另外，由于穿孔8和基管5被壓入而嵌合，所以在上述熱交換器l的爐工序中，固定上述芯6的夾具等變得不需要，或者能夠減少夾具。其結(jié)果，制造變得容易。
圖5、圖6是表示將多個熱交換器1安裝在頭部7上的一例的圖。在上述頭部7設(shè)置有多個穿孔8，將基管5嵌合于該穿孔8。在圖5、 6中，以夾持熱交換器1的兩端的基管5的方式嵌合有頭部7。換而言之，在熱交換器1的兩端安裝有頭部7。
上述頭部7形成為中空，且連通上述基管5和上述頭部7。因此，流入到上述頭部7的第二熱介質(zhì)4經(jīng)由上述基管5流通于上述細管2中。在此，在上述頭部7上設(shè)置有多個上述熱交換器1，在上述熱交換器1上設(shè)置有多個細管2。因此，能夠使第一熱介質(zhì)3流入到多個細管2中。
在圖5、 6中，在熱交換器l的周圍設(shè)置有第二熱介質(zhì)4。由此，經(jīng)由設(shè)置在芯6的內(nèi)部的熱介質(zhì)或流入到芯6內(nèi)部的第二熱介質(zhì)4，在第二細管2內(nèi)流通的第一熱介質(zhì)3和設(shè)置在上述熱交換器1周圍的第二熱介質(zhì)4之間進行熱交換。在上述細管2內(nèi)流通的第一熱介質(zhì)3和設(shè)置在芯6內(nèi)部的熱介質(zhì)之間進行熱交換時，在上述熱介質(zhì)和上述芯6周圍所設(shè)置的第二熱介質(zhì)4之間進行熱交換。這樣的情況下，芯6的形狀只要是包括多個細管2這樣的形狀即可，不一定是圓柱形、棱柱形等形狀。
圖7、 8是表示將安裝有多個熱交換器1的頭部7設(shè)置在蓄熱器框體10內(nèi)部的一例的圖。在上述蓄熱器框體10的內(nèi)部設(shè)置有第二熱介質(zhì) 4。頭部7形成為中空，基管5和細管2相互連通。因此，流入到頭部7 的第一熱介質(zhì)3或者第二熱介質(zhì)4流入到基管5以及細管2中。另外， 在上述熱交換器1的兩端設(shè)置有上述基管5。因此，從一個頭部7流入 的第一熱介質(zhì)3或者第二熱介質(zhì)4。經(jīng)由上述基管5以及上述細管2， 而向隔著熱交換器1對置的其他頭部7流入。
然后，對該熱交換器l的制造方法進行說明。圖9(a)、 (b)、 (c) 中記載有上述熱交換器1的制造工序的示意圖。圖9 ( a)是將多個細管 2插入到基管5中時的示意圖。在熱交換器l的制造中，例如平行地排 列的多個細管2以將它們的端部的位置對準(zhǔn)來束合的狀態(tài)被插入到基管 5中。在排列多個細管2的情況下，將規(guī)定大小的細管2通過一次成形 來成形對齊(未圖示)。或者在將規(guī)定大小的細管2分別形成之后，埋 入模具中而對齊(未圖示)。
多個細管2以端部對齊的狀態(tài)被捆扎并插入到基管5中。換而言之， 上述基管5以覆蓋在被捆扎的多個細管2的方式被安裝。在此，基管5 在細管2的插入側(cè)內(nèi)徑寬，且形成為與細管2的插入側(cè)相反的一側(cè)的內(nèi) 徑變窄的錐狀。
如圖9 ( b )所示，上述基管5在以覆蓋在被捆扎的多個細管2的方 式被安裝之后，用夾具lla固定上述多個細管2和上述基管5重疊的部 分。另外，比上述夾具lla處于更靠熱交換器l端側(cè)的上述基管5的、 上述細管2未被插入的一側(cè)通過夾具11b被固定。然后，使上述夾具lib 向與上述細管2的插入側(cè)相反的方向移動。其結(jié)果，上述基管5的錐形 部分向與上述細管2的插入側(cè)相反的一側(cè)延伸。若通過將夾具基管5沿 其軸線方向延伸，則基管5沿其軸線的垂直方向縮小，因此上述細管2 和上述基管5被壓接而固定。另外，在將基管5安裝到上述熱交換器1 的兩端時，對于其兩端進行與上述同樣的壓接處理。從而，在形成芯6 時，能夠減少固定部件的夾具，或者無需固定部件的夾具。其結(jié)果，對 于芯的形成，作業(yè)工序減少，能夠容易地形成芯6。
該壓接之后，將焊料涂敷于上述基管5中的上述細管2的插入部分。 焊料的涂敷在將熱交換器1放入爐中的爐工序中進行。如圖9 ( c)所示， 即使在將多個細管2緊密地插入到基管5內(nèi)部的狀態(tài)下，也存在間隙。 因此，在爐 序中，向上述基管5所產(chǎn)生的間隙中流入焊料，將上述基管5通過上述焊料密封并接合。其結(jié)果，在形成上述芯6時或?qū)⑸鲜鰺?交換器l放入爐中的爐工序中，無需或者能夠減少固定上述細管2的夾 具等。其結(jié)果，制造變得容易。
被密封前的上述基管5，嵌合于設(shè)置在頭部7表面上的穿孔8中， 上述穿孔8和上述基管5被緊密接合。由于該穿孔8在頭部7表面上設(shè) 置有多個，所以能夠?qū)⒍鄠€熱交換器1安裝在頭部7上。從而，能夠保 持多個熱交換器l，由此能夠制造熱交換能力出色的熱交換器。
然后，對該熱交換器1的制造方法的其他例子進行說明。圖10中 記載有上述熱交換器1的制造工序的示意圖。在圖10中，在用于熱交 換器1的基管5的內(nèi)部設(shè)置有突起部12。然后，向設(shè)置有突起部12的 基管5中插入被捆扎的多個細管2。對于多個細管2的對位，與如圖9 中的制造工序相同，因此省略說明。被捆扎的多個細管2，通過與上述 突起部12接觸而被壓接并固定。
然后，在上述基管5中的上述多個細管2的插入部分上涂敷有焊料。 該焊料的涂敷在將熱交換器1放入爐中的爐工序中進行。通過該工序， 向即使在將基管5內(nèi)部緊密地插入多個細管2的狀態(tài)下也存在的間隙中 流入焊料，而密封上述基管5。其結(jié)果，在形成芯6時，無需或者能夠 減少固定基管5和多個細管2的夾具。其結(jié)果，制造變得容易。
權(quán)利要求
1.一種熱交換器，具有使相互進行熱交換的第一熱介質(zhì)和第二熱介質(zhì)中的一方熱介質(zhì)流通的多個細管，其特征在于，上述多個細管的端部以細管彼此之間呈氣密或者液密狀態(tài)的方式被束合在一起，將該被束合的端部以氣密或者液密狀態(tài)嵌合于直徑比上述細管大的基管中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的熱交換器，其特征在于，在形成為空洞 的頭部的表面上設(shè)置有多個孔，通過將上述基管嵌入于該孔中來以氣密 或液密狀態(tài)嵌合上述頭部和上述基管。
3. —種熱交換器的制造方法，該熱交換器具有多個細管，其特征 在于，上述多個細管的端部以細管彼此之間呈氣密或液密狀態(tài)的方式被 束合在一起，被束合< 的上述多個細管以氣密或液密狀態(tài)嵌合于基管中。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱交換器的制造方法，其特征在于，在 使上述多個細管插入到上述基管中之后，使上述基管向與上述多個細管 被安裝的方向相反的方向收縮。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱交換器的制造方法，其特征在于，在 使上述多個細管插入到上述基管中之后，向上述基管的軸向施加載荷， 而使上述基管向與上述細管被安裝的方向相反的方向收縮。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3 5中任一項所述的熱交換器的制造方法，其特 征在于，使上述基管與上述頭部的表面上所設(shè)置的孔嵌合。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱交換器的制造方法，其特征在于，上 述孔形成為在上述基管的插入側(cè)具有突起部，且所插入的上述基管和上 述突起部緊密接合。
全文摘要
本發(fā)明提供一種設(shè)置有多個細管，并通過在上述多個細管的兩端設(shè)置基管，來在上述多個細管的表面進行熱交換的熱交換器以及熱交換器的制造方法。該熱交換器(1)的特征在于，使第二熱介質(zhì)(4)流通的多個細管(2)的端部緊密接合于由管狀構(gòu)成的基管(5)內(nèi)部，上述多個細管(2)被設(shè)置在第一熱介質(zhì)(3)內(nèi)部，并對上述第二熱介質(zhì)(4)和上述第一熱介質(zhì)(3)進行熱交換，其中，上述基管(5)的內(nèi)徑在安裝上述多個細管(2)的一側(cè)變大。
文檔編號F28D20/02GK101652621SQ200880011108
公開日2010年2月17日 申請日期2008年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月4日
發(fā)明者坪根賢二 申請人:豐田自動車株式會社